Solid-State-Laufwerke (SSDs) sind aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit im Vergleich zu Festplattenlaufwerken (HDDs) zu einer beliebten Speicherlösung für Unternehmen geworden. Eine SSD mit SATA-Schnittstelle erreicht beim Lesen und Schreiben oft die doppelte Geschwindigkeit einer SATA-HDD, und einige Non-Volatile Memory Express (NVMe)-SSDs erreichen beim Lesen und Schreiben die 35-fache Geschwindigkeit einer HDD.
Festplatten sind jedoch für einige Anwendungen weiterhin geeignet. Obwohl die Verkäufe von Festplatten insgesamt zurückgehen, produzieren die Hersteller weiterhin Festplattenlaufwerke für den Einsatz als Unternehmensspeicher – und sie sind nach wie vor günstiger als SSDs. Außerdem bieten sie einigen Unternehmen Kostenvorteile, obwohl die SSD-Preise weiter sinken.
Unternehmen sollten die Unterschiede zwischen SSDs und HDDs kennen und wissen, für welche Speicheranwendungen sich die jeweiligen Laufwerke am besten eignen – etwa für die schnelle Datenverarbeitung oder die Archivspeicherung –, um sie in eine umfassendere Datenspeicherstrategie einzubinden.
Geschwindigkeitsvergleich von SSDs und HDDs
Die folgende Tabelle zeigt von den Herstellern bereitgestellte Daten zu den Geschwindigkeiten ausgewählter SSDs und HDDs. Beachten Sie, dass „sustained transfer rate“ (kontinuierliche Übertragungsrate) bzw. „sustained data rate“ (kontinuierliche Datenrate) ein gängiger Begriff ist, den Festplattenhersteller für das Lesen und Schreiben von Daten auf einem Datenträger verwenden – SSD-Hersteller formulieren die Geschwindigkeit anders.
| Laufwerkstyp | Laufwerksmodell | Geschwindigkeit |
|---|---|---|
| Geschwindigkeiten von Festplatten | Toshiba MG Series mit SATA-Schnittstelle, Modell MG06ACA800E, Kapazität 8 TB | Bis zu 237 MB/s, kontinuierliche Übertragungsrate |
| Seagate EXOS 2X18 mit SATA- oder SAS-Schnittstelle, Kapazität 18 TB | Bis zu 554 MB/s, kontinuierliche Datenrate | |
| Geschwindigkeiten von Solid-State-Laufwerken | Micron 5200 ECO mit SATA-Schnittstelle, Kapazität 7,68 TB | 540/520 MB/s, sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten |
| Western Digital PC SN720 mit NVMe-Schnittstelle, Kapazität 1 TB | 3.400/2.800 MB/s, sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten | |
| Crucial T700 1 TB PCIe Gen 5 NVMe M.2 SSD mit Kühlkörper | 11.700/9.500 MB/s, sequenzielle Lese-/Schreibgeschwindigkeiten |
Lese-/Schreibgeschwindigkeiten von SSDs und HDDs
Wie viel schneller ist eine SSD? Das hängt sowohl von der Festplatte als auch vom Solid-State-Laufwerk ab. NVMe-SSDs können selbst die Geschwindigkeiten von SATA-SSDs um bis zu das 35-Fache übertreffen. Festplatten sind insgesamt deutlich langsamer, können aber weiterhin einige Unternehmensanwendungen abdecken. Anbieter wie Seagate stellen nach wie vor skalierbare, leistungsstarke HDDs her. Um festzustellen, was Ihre Speicherinfrastruktur benötigt, sollten Sie die Spezifikationen von Festplatten und Solid-State-Laufwerken im Detail untersuchen.
Lese-/Schreibgeschwindigkeit von SSDs
SSDs wurden ursprünglich als direkter Ersatz für HDDs entwickelt. Daher verfügen sie häufig über dieselben Schnittstellen wie HDDs – in der Praxis handelt es sich dabei um eine SATA-Schnittstelle oder, bei leistungsfähigeren Systemen, um eine SAS-Schnittstelle.
Diese Schnittstellen wurden speziell für HDD-Speichergeräte optimiert, sind für SSDs jedoch nicht optimal. Neuere PCIe-Schnittstellen sind besser auf die Solid-State-Technologie abgestimmt und ermöglichen höhere Flash-Geschwindigkeiten in SSDs.
Um den Vorteil einer SSD-freundlicheren Schnittstelle wie PCIe zu veranschaulichen, betrachten wir Folgendes: Die SATA-3.0-Spezifikation ermöglicht SSDs lediglich eine maximale Datenrate von etwa 560 MB/s. Im Gegensatz dazu erlaubt die PCIe-3.0-Schnittstelle Geschwindigkeiten von 985 MB/s pro Lane. PCIe Gen 4 ermöglicht 16 Gigatransfers pro Sekunde (GT/s) für jede PCIe-Lane – laut Kingston Technology etwa 2 Gigabyte pro Sekunde.
Der Controller der SSD ist über mehrere Lanes mit verschiedenen NAND-Chips verbunden, auf denen die Daten tatsächlich gespeichert werden. Auch wenn ein einzelner NAND-Chip wahrscheinlich nicht mit 985 MB/s arbeiten kann, erreicht ein Gerät mit acht Chips auf separaten Lanes problemlos einen Gesamtdurchsatz von 3.000 MB/s.
So lässt sich die SSD-Geschwindigkeit verbessern
Die SSD-Geschwindigkeit lässt sich durch schnelleres NAND steigern. Der in SSDs verwendete Standard-NAND ist im Wesentlichen zweidimensional aufgebaut, und leistungshemmende Algorithmen zur Fehlerkorrektur werden eingesetzt, um Datenbeschädigungen durch Interferenzen zwischen dicht gepackten Zellen zu verhindern. Neue Flash-Chip-Technologien verwenden jedoch mehrere Schichten von Speicherzellen, die als 3D-NAND bezeichnet werden und das Potenzial für schnellere Lese- und Schreibvorgänge bei SSDs bieten.
Lese-/Schreibgeschwindigkeit von HDDs
Festplattenlaufwerke sind deutlich langsamer als SSDs. Die größten Einschränkungen der HDD-Geschwindigkeit sind die Suchzeiten – also die Verzögerung, während sich der physische Schreib-/Lesekopf in Position bewegt – und die Latenz, während die Festplatte darauf wartet, dass sich der benötigte Teil des Datenträgers unter dem Kopf in die richtige Position dreht.
So lässt sich die HDD-Geschwindigkeit verbessern
Die Suchzeiten lassen sich verkürzen und die HDD-Geschwindigkeit erhöhen, indem man einen Trick namens „Short Stroking“ verwendet oder nur einen Teil der HDD-Kapazität nutzt – beispielsweise lediglich die äußersten 10 Prozent jeder Platte. Dadurch muss der Schreib-/Lesekopf nur ein Zehntel der Strecke zurücklegen, die er bei einer vollständig genutzten Platte abdecken müsste. Im Durchschnitt befindet er sich damit näher an der Position, zu der er sich bei jedem Lese- oder Schreibvorgang bewegen muss. Der Nachteil von Short Stroking ist die Ineffizienz: Es kann nur ein kleiner Teil der HDD-Speicherkapazität genutzt werden, während der Stromverbrauch unverändert bleibt.
Auch die Aufteilung des Laufwerks in separate Partitionen für das Betriebssystem (OS) und die Daten kann die Suchzeit verkürzen, ebenso wie die Implementierung von Bypass-Seiten-Caching zum Zwischenspeichern kürzlich aufgerufener Seiten.
Eine Erhöhung der Drehzahl der Platten verringert ebenfalls die Latenz. Aus diesem Grund drehen sich einige Hochleistungs-HDDs mit 15.000 U/min statt mit den üblichen 7.200 U/min. Alles über 15.000 U/min würde die Latenz weiter reduzieren, ist aus praktischen Gründen jedoch schwer zu erreichen. Je schneller sich die Platten drehen, desto instabiler sind sie – und schneller drehende Festplatten verbrauchen außerdem deutlich mehr Energie.
So werden Laufwerksgeschwindigkeiten gemessen
Lese-/Schreibtests mit Tools wie Benchmarking-Software helfen dabei, die bestmögliche Leistung einer Festplatte oder SSD zu ermitteln. Diese Tools testen die allgemeine Rohgeschwindigkeit, die Internetverbindungsgeschwindigkeit und die Umdrehungszahl. Beachten Sie, dass die für Laufwerke angegebenen Geschwindigkeiten in der Regel die unter idealen Laborbedingungen erreichte Spitzenleistung darstellen; die tatsächlichen Geschwindigkeiten können niedriger sein.
Laufwerke benötigen außerdem regelmäßige Zustandsprüfungen. Diese können problematische Bereiche auf der HDD aufdecken, die zur Beeinträchtigung der Geschwindigkeit beitragen. Werden diese Probleme erkannt und behoben, steigen die Chancen, die Leistung und Lebensdauer des Laufwerks zu verbessern.
Geschwindigkeitsvergleich von SSDs und HDDs mit Benchmarks
SSDs und HDDs werden in der Regel mit Herstellerangaben geliefert. Für den genauesten Geschwindigkeitsvergleich zwischen einer SSD und einer HDD müssen Sie jedoch einen Leistungstest mit Benchmarking-Software durchführen.
Diese Lösungen messen die Übertragungsgeschwindigkeiten unter verschiedenen Bedingungen, etwa bei sequenziellen Lese- und Schreibvorgängen, bei denen sich alle Daten im selben Bereich befinden, sowie bei zufälligen Lese- und Schreibvorgängen in verschiedenen Bereichen des Speichermediums.
Zu den beliebten Benchmarking-Programmen für die Laufwerksleistung gehören:
- CrystalDiskMark – ein beliebtes und einfach zu bedienendes Tool, das Benchmarks sowohl für SSDs als auch für HDDs durchführt.
- Atto Disk Benchmark – ein weithin anerkanntes Tool, das SSDs und HDDs sowie redundante Arrays unabhängiger Festplatten (RAID) und die Hostverbindung zu angeschlossenem Speicher testen kann.
Erfahren Sie mehr über Benchmarking-Tools für Festplatten, um zu erfahren, wie Unternehmen sie zur Messung und Nachverfolgung ihrer Laufwerksleistung einsetzen können.
Wer sollte SSDs und HDDs verwenden?
Der Speicherbedarf eines Unternehmens bestimmt, welche Laufwerke es verwenden sollte. Die meisten Unternehmen mit einer umfangreichen Speicherinfrastruktur nutzen sowohl SSDs als auch HDDs. In welchen Umgebungen sie eingesetzt werden, hängt jedoch von der Kosteneffizienz und den Anforderungen an die Datenverarbeitung ab.
Wann SSDs verwendet werden sollten
Obwohl sie teurer sind als Festplatten, lohnt sich die Investition in SSDs für Unternehmen mit hohen Anforderungen an den schnellen Datenzugriff in der Regel. Geschäftsanwendungen mit hoher Leistung und kritische Datenverarbeitungs-Workloads erfordern SSD-Geschwindigkeiten. Da Solid-State-Arrays außerdem zunehmend zum Industriestandard werden, ist es sinnvoll, sie in die Speicherinfrastruktur Ihres Unternehmens aufzunehmen – selbst wenn Sie auch Festplatten verwenden.
Wann HDDs verwendet werden sollten
Festplatten eignen sich ideal für selten aufgerufene Daten, insbesondere wenn Unternehmen große Datenmengen archivieren müssen. Riesige Datenmengen erfordern eine erhebliche Speicherkapazität, und große HDD-Kapazitäten sind günstiger – verwenden Sie SSDs für Anwendungsfälle mit schnellem Zugriff und nutzen Sie die kostengünstigeren Festplatten optimal für Ihre langfristigen Speicherarchive.
Fazit: SSD- vs. HDD-Geschwindigkeit
Solid-State-Laufwerke sind insgesamt schneller als Festplatten und eignen sich besser für leistungsintensive Workloads und Anforderungen an die schnelle Datenverarbeitung. Unternehmen mit wichtigen Anwendungen, die viel Rechenleistung benötigen, sollten SSD-Arrays in ihren Rechenzentren oder Büros einsetzen. Aber auch Festplatten bieten Vorteile: Sie sind günstiger und eine gute Wahl für die langfristige Speicherung. Die Offline-Archivierung von Daten auf Festplatten kann diese außerdem vor Ransomware schützen.
SSDs sind im Laufe der Jahre zwar erschwinglicher geworden, doch dadurch verliert die Festplatte noch lange nicht an Bedeutung. Sie werden weiterhin in vielen Systemen eingesetzt. Auch wenn sie nicht die Geschwindigkeit von SSDs erreichen, bleiben sie eine sinnvolle Wahl für die langfristige Speicherung und für Unternehmen, die ihre Festplatten in gutem Zustand halten.
Lesen Sie Die besten Enterprise-Festplatten für 2023, um mehr über unsere Empfehlungen für Festplatten mit hoher Kapazität und Leistung für den Einsatz in Unternehmen zu erfahren.